Verilog HDL与CPLD/FPGA项目开发教程第3版_主编聂章龙周凌翱_9787111713708

本书以Altera 公司的MAX Ⅱ系列EPM1270T144C5N为蓝本，阐述了基于CPLD/FPGA的数字系统设计方法，重点放在工程实践能力和Verilog HDL的编程开发能力方面。本书按照基于工作过程的教学模式进行编写，项目的选取以直观、生动、有趣、实用为原则，并遵循由易到难、由简单到综合的学习规律。本书内容包括CPLD/FPGA项目开发入门、Verilog HDL（硬件描述语言）、基于CPLD/FPGA的单元项目开发和综合项目开发。全书以项目为载体，介绍用Verilog HDL进行项目开发的一般步骤，使读者在实践中锻炼编程、调试和创新能力，养成良好的编程习惯。
本书可作为高职高专电子信息、计算机、微电子、自动控制等相关专业电子设计自动化（EDA）课程的教材，也可作为EDA初学者或工程技术人员的参考资料。

复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logical Device，CPLD）/现场可编程门阵列（Field Programmable Gates Array，FPGA）开发技术是以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术和智能化技术等新成果而开发的高新技术，是现代电子系统设计和制造不可缺少的技术，它涉及面广，包含描述语言、软件、硬件等多方面知识。本书在知识选取和结构设计上，以理论够用、技能实用、重在运用为指导原则，削减纯理论的知识，增加有趣的实训，激发学生的学习兴趣，以学习技术为主，培养动手能力较强的技术应用型人才。
本书的重点放在工程实践能力和Verilog HDL的编程开发能力方面，按照基于工作过程的以项目为载体的教学模式进行编写，项目的选取以直观、生动、有趣、实用为原则，并遵循由易到难、由简单到综合的学习规律。本书分为4章，第1章主要介绍CPLD/FPGA项目开发入门；第2章主要介绍Verilog HDL（硬件描述语言）；第3章是以12个项目为载体来介绍组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计和数字系统设计；第4章以数字时钟、交通信号灯、多功能教室智能控制系统3个综合项目为载体，介绍用Verilog HDL进行综合项目开发的一般步骤，使读者通过综合项目的设计实践，养成良好的编程习惯，锻炼其编程、调试和创新能力。
本书基本保持了前两版的风格、特色，对第2版中的部分内容进行了调整、修改与完善。本书已立项为江苏省高等学校重点教材。为满足信息化教学的需求，本书采用纸质教材二维码关联数字资源在线课程的新形态、一体化形式，融理论和实践于一体，实现学中练、练中学。教材配有丰富的数字资源，包括微课视频、电子课件、习题解答、案例素材、程序源代码等。课程团队教师联合企业研发了具有自主知识产权的STAR EPM1270 CPLD/FPGA教学实验仪，如果有需要，读者可发邮件至邮箱346080582 @qq.com索取相关资料。
本书可作为高职高专电子类和计算机类专业的专业课教材，也可作为微电子、自动控制等相关专业EDA课程教材，教学学时数建议为80学时。
本书由聂章龙、周凌翱任主编，瞿新南、张静任副主编，蔡文博、王璐、杨平和王腾参编。全书由聂章龙统稿、眭碧霞主审。
本书在编写过程中，得到了微传智能科技（常州）有限公司国家特聘专家万虹博士和苏州大学王宜怀教授的帮助，他们对项目案例的选择、课堂实践、综合案例的设计提出了许多宝贵的意见，在此对他们表示感谢。另外，编者参考了大量国内外相关文献，受益匪浅，特向其作者表示谢意。
由于CPLD/FPGA技术发展迅速，而编者水平有限，书中难免存在疏漏或不足之处，恳请广大读者提出宝贵意见和建议，以便再版时改进。

前言
二维码资源清单
第1章 CPLD/FPGA项目开发入门1
1.1 CPLD/FPGA开发系统概述1
1.1.1 PLD的发展历程及发展趋势1
1.1.2 CPLD/FPGA概述3
1.1.3 CPLD/FPGA的结构与原理4
1.1.4 CPLD与FPGA的区别8
同步训练1-19
1.2 CPLD/FPGA器件识别10
1.2.1 CPLD/FPGA产品概况11
1.2.2 MAX系列产品的基本功能及编程方式13
同步训练1-215
1.3 CCIT CPLD/FPGA实验仪使用16
1.3.1 实验仪结构设计17
1.3.2 熟悉实验仪的元器件17
1.3.3 解析主控芯片EPM1270T144C518
1.3.4 了解实验仪的外围接口及其引脚对应关系19
1.3.5 设计实验仪原理图21
1.3.6 USB-Blaster下载口21
同步训练1-326
1.4 Quartus Ⅱ开发环境安装27
1.4.1 Quartus Ⅱ软件功能简介27
1.4.2 Quartus Ⅱ软件安装28
1.4.3 USB-Blaster 下载驱动器安装29
同步训练1-432
1.5 Quartus Ⅱ软件开发环境的应用32
1.5.1 简单的三人表决器功能描述33
1.5.2 文本方式输入34
1.5.3 原理图方式输入42
同步训练1-545
1.6 技能实训46
第2章 Verilog HDL（硬件描述语言）49
2.1 Verilog HDL语言基础知识49
2.1.1 Verilog HDL基本结构49
2.1.2 Verilog HDL数据类型53
2.1.3 Verilog HDL运算符及表达式55
2.1.4 Verilog HDL基本语句56
同步训练2-162
2.2 Verilog HDL设计闪烁灯和流水灯63
2.2.1 闪烁灯设计64
2.2.2 闪烁灯设计技能实训67
2.2.3 流水灯设计69
2.2.4 流水灯设计技能实训73
同步训练2-275
2.3 Verilog HDL设计分频器76
2.3.1 奇偶分频设计77
2.3.2 任意分频设计79
同步训练2-381
第3章基于CPLD/FPGA的单元项目开发83
3.1 项目1 设计基本逻辑门电路83
同步训练3-186
3.2 项目2 译码器设计87
3.2.1 设计3-8译码器88
3.2.2 设计八段LED数码管译码电路91
3.2.3 技能实训93
同步训练3-296
3.3 项目3 编码器设计97
3.3.1 设计8-3优先编码器98
3.3.2 技能实训100
同步训练3-3103
3.4 项目4 数据选择器设计104
3.4.1 设计4-1数据选择器105
3.4.2 技能实训107
同步训练3-4109
3.5 项目5 触发器设计109
3.5.1 触发器概述110
3.5.2 识别基本触发器110
3.5.3 识别触发器的逻辑功能111
3.5.4 设计时钟触发器112
3.5.5 设计直接置位复位触发器112
3.5.6 转换不同逻辑功能的触发器113
3.5.7 技能实训114
同步训练3-5116
3.6 项目6 全加器设计118
3.6.1 设计一位全加器118
3.6.2 设计串行进位加法器119
3.6.3 设计先行进位加法器120
3.6.4 设计加减法器121
3.6.5 技能实训123
同步训练3-6126
3.7 项目7 计数器设计127
3.7.1 设计二进制计数器128
3.7.2 设计七进制计数器129
3.7.3 采用异步置数和同步清零的方法设计七进制计数器129
3.7.4 十五进制计数器技能实训131
3.7.5 按键点灯设计一134
3.7.6 按键点灯设计二135
3.7.7 设计按键计数器137
3.7.8 1000进制计数器技能实训138
同步训练3-7141
3.8 项目8 乘法器设计143
3.8.1 利用被乘数左移法设计无符号乘法器143
3.8.2 利用部分积右移法设计无符号乘法器146
3.8.3 设计带符号乘法器147
同步训练3-8148
3.9 项目9 数码管显示设计148
3.9.1 静态数码管的显示149
3.9.2 动态数码管的显示152
3.9.3 技能实训155
同步训练3-9157
3.10 项目10 滚动点阵广告牌设计158
3.10.1 点阵LED显示驱动158
3.10.2 分时显示信息161
3.10.3 滚动显示信息164
3.10.4 技能实训168
同步训练3-10171
3.11 项目11 蜂鸣器应用设计171
3.11.1 设计报警声172
3.11.2 设计数字电子琴173
3.11.3 播放梁祝音乐175
3.11.4 技能实训178
同步训练3-11183
3.12 项目12 基于串行通信的LCD液晶显示系统设计184
3.12.1 串行通信基础知识184
3.12.2 LCD基础知识186
3.12.3 驱动字符液晶滚动显示192
3.12.4 设计UART串行收发模块199
3.12.5 LCD显示UART串行接收信息204
3.12.6 技能实训208
同步训练3-12211
第4章基于CPLD/FPGA的综合项目开发212
4.1 项目1 基于Verilog HDL的数字时钟设计与实现212
4.1.1 任务提出及设计分析212
4.1.2 顶层模块设计213
4.1.3 子模块设计215
4.1.4 下载调试运行220
4.1.5 技能实训220
4.2 项目2 基于Verilog HDL的交通信号灯模拟控制设计226
4.2.1 任务提出及设计分析226
4.2.2 顶层模块设计229
4.2.3 子模块设计229
4.2.4 下载调试运行233
4.2.5 技能实训233
4.3 项目3 多功能教室智能控制系统的设计与实现240
4.3.1 任务提出及设计分析241
4.3.2 顶层模块设计242
4.3.3 子模块设计244
4.3.4 下载调试运行251
4.3.5 技能实训252
参考文献 256

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